Application of urease inhibitor improves protein composition and bread‐baking quality of urea fertilized winter wheat

Background: Nitrogen losses is an economic problem for wheat production and a high risk to the environment. Therefore, improved N fertilizer management is a key to increasing the N efficiency and minimizing N losses. To increase N efficiency, enhanced fertilizers such as urea combined with urease inhibitor can be used. Aims: The aim of present study was to evaluate the effects of different N forms on grain storage protein subunits in winter wheat and to examine whether the observed changes correlate with parameters of baking quality. Methods: The investigation was performed over two consecutive years at two locations in Germany. Protein subunits were analyzed by SDS‐PAGE. Results: Protein concentrations were similarly increased after fertilization with ammonium nitrate and urea + urease inhibitor. Analysis of the individual storage protein fractions indicated that both fertilizers specifically enhanced ω‐gliadins and HMW glutenins, but the effect was more pronounced in the ammonium nitrate treatment. Application of urea + urease inhibitor had greater influence on the protein composition and resulted in higher specific baking volume as well as the best fresh keeping ability, in comparison with urea treatment. Conclusion: Considering that the urea + urease inhibitor treatment resulted in almost comparable improvements of NUE and baking quality, with the additional benefit of reduced N losses in combination with easy handling, urea + urease inhibitor can be recommended as a viable alternative to both urea alone and ammonium nitrate treatments. This opens up an opportunity for the reduction of N loss in wheat production when use of urea is preferred.     

有机无机氮肥配施下洛阳烟田土壤N2O排放特点及其控制因素

随着农田化肥使用量的逐年增加和土壤退化问题日趋严重,农田温室气体排放关注度持续提高,为研究旱作植烟土壤N_2O排放特征及影响机理,设置6个田间试验处理,分别为CK0(不施肥处理)、CK1(100%无机氮)、T1(50%无机氮+50%饼肥氮)、T2(50%无机氮+50%羊粪肥氮)、T3(25%无机氮+75%饼肥氮)、T4(25%无机氮+75%羊粪肥氮),各处理施氮量均为45 kg/hm²,烟田施用基肥后起142天内测量不同处理土壤N_2O排放通量、硝态氮、铵态氮含量、根层温度和含水率。结果表明:(1)基肥施入后的3~7天内,土壤N_2O排放通量进入高峰,无机肥处理和有机无机肥配施处理的高峰期分别可维持20,9天,追肥后3天再次出现排放峰并持续9天,随后伴随烟株的生长发育,烟地N_2O排放通量逐渐趋向稳定。(2)基肥施用后仅1个月内N_2O累积排放量可达到总排放量的27.4%~32.6%;处理间N_2O排放量和排放系数均表现为无机>有机+无机(1∶1)>有机+无机(3∶1),无机肥配施有机肥明显降低了肥料中氮素以N_2O形态的损失量;与无机肥相比,T1和T2烟叶产量分别增加9.44%和6.37%,T1、T2、T3和T4处理的N_2O排放强度有着不同程度的降低。(3)主成分分析结果显示,在不施肥烟地中0—5 cm土壤温度和含水率是N_2O排放通量主导因子,利用相关性分析此环境下温度和水分分别与N_2O排放通量间呈现显著和极显著正相关关系;施肥后土壤铵态氮含量和土壤含水率是烟地N_2O排放通量的主导因子且相关性分析均呈现极显著正相关关系。综上,旱地植烟土壤N_2O排放受氮肥种类影响较大,施肥后N_2O排放通量对土壤温度响应减弱,主要受土壤铵态氮含量和含水量的影响;在总氮量相同情况下,有机无机肥配施比例为1∶1时明显降低土壤N_2O排放并提高了产量,该比例饼肥和羊粪肥处理分别将烟地N_2O排放强度降低20.4%和23.7%。     

模拟降雨条件下不同植被覆盖度/格局的坡地土壤铵态氮流失特征

尽管采取各种措施控制农业氮素污染,但大量氮素的流失仍然成为农业非点源污染的主要来源之一。采用室内模拟降雨的方式,选用了3种植被覆盖度(25%,50%和75%)、9种不同的植被格局,对21°坡面铵态氮随径流和泥沙流失迁移规律进行了研究。结果表明:径流和泥沙流失的控制关键期在初期产流阶段。植被覆盖度25%时,铵态氮流失规律不明显。植被覆盖度50%时,在中期和后期产流阶段径流和泥沙携带的铵态氮流失量分别占累计流失量71.2%~82.8%,应加强中期和后期产流阶段铵态氮流失量控制。植被覆盖75%时,初期产流阶段是铵态氮流失控制的关键时期。径流与径流结合态铵态氮流失量呈幂函数关系,两者呈显著正相关(p0.05),泥沙与泥沙结合态铵态氮流失量均呈幂函数关系,并具有极显著正相关性(p0.01)。径流和泥沙流失是坡面铵态氮流失的两种途径。从削减水沙和养分流失量角度来看,坡下植被格局最强,坡上植被格局次之,坡中植被格局最弱。     

Environmental effects on soil NO concentrations and root N uptake in beech and spruce forests

This study aimed to investigate the shifts in net nitrogen (N) uptake and N compounds of fine roots over the vegetation period (i.e., spring, summer, autumn) and correlate this with NO concentration in the soil. Soil NO concentration was measured using gas lysimeters for collection and a chemiluminescence analyzer for quantification. Net N uptake by the roots was determined using the ¹⁵N enrichment technique. N pools were quantified using spectrophotometric techniques. Soil NO concentrations at beech and spruce forest sites were highest in spring (June), and lowest in winter (December). Total N of the roots was similar during the seasons and between the two years under study despite considerable variation of different N compounds. Net N uptake generally increased with higher N supply. Correlation analysis revealed a positive relationship between soil NO concentration and net N uptake only for spruce trees. This relationship seemed to be modulated by environmental factors and tree species.     

添加尿素和秸秆对三熟制水旱轮作土壤各形态氮素的影响

添加不同外源氮对土壤中不同形态氮素的转化具有十分重要的影响。选取长期耕作土壤,设置对照、添加尿素N 150 kg/hm~2(U150)、添加秸秆(相当于添加N 38 kg/hm~2,Straw)、添加尿素N 150 kg/hm~2+秸秆(相当于添加N188 kg/hm~2,U150+Straw)和添加尿素N 188 kg/hm~2(U188)5个处理进行室内培养试验,研究了添加不同外源氮对土壤铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮、微生物生物量氮含量的影响。结果表明,土壤铵态氮随着培养时间的延长表现为先增后减的趋势,添加尿素的两个处理其土壤铵态氮较Straw、U150+Straw处理能够更快地达到峰值;而土壤硝态氮则表现为逐步增加的趋势。添加尿素处理能够显著提高土壤矿质氮的含量,在添加等量氮素的条件下,U188处理矿质氮含量在培养期间始终高于U150+Straw处理;此外,U150+Straw处理矿质氮含量在培养前期均低于U150处理,至培养30天后其含量略高于U150处理。与对照相比,培养结束时添加不同外源氮素处理的土壤矿质氮含量能够提高169.61%~496.75%。对于微生物生物量氮和可溶性有机氮而言,添加不同外源氮素分别在培养10天和30天达到峰值,此后逐渐降低。不同处理而言,添加秸秆+尿素、添加秸秆处理的微生物生物量氮和可溶性有机氮含量在培养前期明显高于仅添加尿素的两个处理,说明添加有机物料氮源主要有益于提高土壤有机态的氮素含量。     

适宜无机盐及浓度抑制麦胚脂肪酶存在时油水界面张力

为了探明无机盐稳定化脂肪酶的潜在机理,该文以小麦胚芽脂肪酶为研究对象,基于界面酶学的分析方法,研究添加浓度介于1.0×10-9~1.0×10-2 mol/L的Na~+、K+、Ca~(2+)、Mg~(2+)的氯化物对小麦胚芽脂肪酶存在的油-水界面特性的影响。结果表明,当小麦胚芽脂肪酶体系浓度为1.7×10-6 mol/L时,一价金属中Na~+更有利于抑制油-水界面的表面张力(P0.05),对麦胚脂肪酶存在时的油水界面特性影响也较大;二价金属离子Ca~(2+)对界面张力的影响趋势与一价离子不同,在高浓度时反而增加界面张力;当油水界面上存在脂肪酶的催化底物(三油酸甘油酯)和产物(油酸)时,添加浓度分别为10-6、10-6、10-4和10-9mol/L的Na~+、K~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)均可一定程度上降低油水界面张力,从而降低麦胚脂肪酶的作用效果,三油酸甘油酯存在时Mg~(2+)的作用效果最明显(P0.05),油酸存在时Na+的作用效果最明显(P0.05)。综上,无机盐金属离子主要通过影响麦胚脂肪酶在油水界面的聚集行为及底物结构状态起到钝化麦胚脂肪酶的作用,该结果可为麦胚脂肪酶存在时界面的活性调控及麦胚的稳定化处理提供参考。     

沼肥对大豆产量、品质、养分和土壤化学性质的影响

为探讨沼肥在大豆上的合理施用技术,采用田间试验,研究沼肥对大豆产量、品质、养分吸收利用及土壤化学性质的影响。结果表明：与习惯施肥处理相比,100%沼渣、30%沼渣＋化肥、20%沼渣＋化肥处理的大豆产量分别增加1.02%,10.48%,0.16%;大豆粗脂肪含量分别增加2.31%,2.70%,5.07%;磷肥利用率分别增加5.04%,23.39%,8.60%;土壤有机质含量分别升高13.39%,3.68%,0.50%;20-80 cm土层内土壤硝态氮、铵态氮含量降低幅度分别在13.70%～61.56%,15.98%～70.10%之间。说明试验条件下,无论沼渣单施还是沼渣与化肥配施均可提高大豆粗脂肪含量、磷肥利用率、土壤有机质含量,降低氮素的流失。     

碳氮源对复合木质素降解菌木质素降解能力及相关酶活的影响

白腐真菌所具有的降解木质素能力源于其所产生的酶系统,碳源和氮源是其降解木质素和产酶的一个极为重要的影响因素。通过室内小麦秸秆固态发酵试验,研究了不同的碳、氮源对两株侧耳属真菌Tf1（P.pulmonarius）和JG1（P.cornucopiae）产酶活力、木质素降解和粗蛋白含量的影响。结果表明,Lip和MnP是参与复合木质素降解菌Tf1＋JG1降解小麦秸秆重要的木质素降解酶。以葡萄糖为碳源,酒石酸铵为氮源能显著提高复合木质素降解菌对木质素的降解能力,发酵9 d后小麦秸秆的失重率为14.87%,木质素含量为8.68%,木质素降解率为22.95%;粗蛋白含量为7.28%,比未发酵麦秸提高了36.84%（P〈0.05）;Lip和MnP活力分别为629.11 U.g-1和622.22 U.g-1。     

温度对酸性草酸-草酸铵溶液浸提土壤无定形铁的影响

以下蜀黄土为试材,研究温度对酸性草酸-草酸铵缓冲溶液浸提土壤无定形铁的影响。结果表明:随着浸提温度的升高,铁的浸提量明显增加。30℃浸提出的铁约为20℃的1.57倍;而50℃浸提出的铁约为20℃的4.43倍。随温度的升高,浸提后土壤残渣的磁化率迅速降低。20℃浸提后残渣的磁化率值比原样略有减少;30℃浸提后残渣的磁化率约为原样的93.6%;50℃浸提后残渣的磁化率只有原样的65.3%。这说明随着温度的升高,以磁性矿物为代表的结晶态铁也被溶解,浸提出的铁其实已不仅是无定形铁。因此,用酸性草酸铵浸提无定形铁时,严格控制20℃的反应温度十分关键。     

黄土高原典型土壤有机氮矿化过程中非交换性铵态氮的变化

以黄土高原从北向南不同地区典型土壤类为对象，采用Bramner淹水培养法，研究黄土高原不同生境条件下土壤有机氮矿化过程中非交换性铵态氮的变化。结果表明：土壤非交换性NH4^＋ -N随Bremner法淹水培养时间延长，含量增加。不同土壤类型在培养20d时非交换性NH4^＋ -N的增加量存在显著差异（p=0．0229），而培养40d和60d时差异不显著（P分别为0．1379和0．1159）。培养期间非交换性NH4^＋ -N的增加量均表现为以土垫旱耕人为土最大，其次是黄土正常新成土，简育干润均腐土和干湿砂质新成土较小；添加有机物料极显著影响培养期间的非交换性NH4^＋ -N增加量（培养20d、40d和60d时P分别为0．0002，0．004和0．0003），表现为紫花苜蓿和长芒草土壤非交换性NH4^＋ -N的增加量均极显著高于不添加有机物料的对照土壤；在培养20d、40d和60d时，加（NH4）2SO4土样非交换性NH4^＋ -N的增加量显著大于不加（NH4）2SO4土样（户分别为0．0037，0．0033和0．0027），这是土壤对（NH4）2SO4中NH4^＋ -N固定的必然结果；不同植被类型土壤培养20d时的非交换性NH4^＋ -N增加量差异显著（P=0．0434），培养40d和60d时差异不显著（p分别为0．7378和0．5375）；长期秸秆和氮肥配施土壤非交换性NH4^＋ -N增加量大于不施肥对照土壤，但差异不显著土壤黏粒、全氮和有机质与培养0d、20d、40d和60d时土壤的非交换性NH4^＋ -N含量均呈极显著正相关；而非交换性NH4^＋ -N的增加量与粘粒无相关性，但与全氛和有机质呈显著正相关。